FOR 2093

C4: Synchronisation in memristiv pulsgekoppelten Oszillator-Netzwerken - Experimente

Die Synchronisation feuerender neuronaler Ensembles wird als ein wichtiger Baustein betrachtet, um höhere Gehirnfunktionen wie Wahrnehmung oder Bewusstsein zu erklären. Das damit eng verbundene und in den Neurowissenschaften als „Bindungsproblem“ bekannte Phänomen, stellt die Frage, wie das Gehirn, verschiedene Merkmale, wie z.B. Farbe und Form eines Objektes identifiziert und als Einheit erkennt. Feuerende Neuronen können elektronisch durch Relaxationsoszillatoren nachgebildet werden. Basierend auf programmierbaren Unijunction-Transistoren (PUTs) und Operationsverstärkern soll die nicht lineare Dynamik, d.h. Phasenportraits, Bifurkation Phasenantwortkurven von zwei und Ensembles aus Relaxationsoszillatoren untersucht werden. Wichtige, aus der Biologie motivierbare  Mechanismen, wie eine Poisson-Verteilung der neuronalen Feuerraten, so wie die Signalretardierung und eine variable Kopplungsstärke sollen durch Verzögerungsleitung und einer memristiven Kopplung nachgebildet werden. Während diskrete Oszillatornetzwerk zum Verständnis der fundamentalen Mechanismen aufgebaut werden, sollen höhere integriert Schalten in einer 250 nm CMOS-Technologie gefertigt werden. Darüber hinaus ist ein Ziel die dynamischen Prozesse mit der topologische Struktur, wie diese von den Hippocamplen-Micro-Schaltkreisen bekannt ist zu verbinden und damit zeitlich variable, rekurrente Netzwerke zu untersuchen.